改性制备吸附剂及深度其脱硫性能研究

论文摘要

近几年来,全球范围环保要求日益提高,各国成品油实行新标准的进程加快,要求炼厂提供更清洁环保的成品油,对成品油中硫含量的要求越来越低。选择性吸附脱硫是一种发展前景广阔的汽油深度脱硫技术。吸附脱硫具有如下主要优点:（1）吸附脱硫工艺在常温常压下进行吸附,并且不使用氢气,这就降低了设备投资和操作成本。（2）对于稠环噻吩类含硫化合物及其衍生物的脱除效率较高。本研究用水热离子交换法制备了三种改性NaY分子筛吸附剂:CeY、CuY和CeCuY。同时做了以下工作:（1）考察了CeY的制备条件对Ce离子交换量的影响和不同Ce离子含量的CeY的脱硫性能,得到高Ce离子交换率的CeY制备的适宜条件为:Ce（NO3）3溶液浓度0.35mol/l,固液比0.05,交换温度155℃,交换时间2天;在相同的吸附条件下,不同Ce离子含量的CeY具有相近的脱硫率。（2）考察了CeY、CuY和CeCuY在常温常压下对三种不同模拟油的吸附脱硫,得到CeY、CuY和CeCuY对含环己烯的模拟油脱硫率约60%,对另外两种不含环己烯的模拟油脱硫率达95%以上。借助IR、BET等检测手段分析表明:改性NaY分子筛吸附剂的吸附脱硫不是单纯的分子尺寸选择吸附和络合吸附,对模拟油内非含硫组分的吸附,导致吸附脱硫机理的复杂性。初步探索了在不同制备条件下的改性活性炭吸附剂的脱硫性能,试验发现:经强酸表面处理的活性炭脱硫率（平均44.6%）＜未处理过的活性炭脱硫率（52.3%）＜高温N2气氛下焙烧过的活性炭脱硫率（约60.0%）。对高温N2气氛下焙烧的活性炭进行BET表征,结果表明:从活性炭物理结构变化方面考虑不能解释脱硫率的提高,吸附机理有待于进一步的研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 汽油中的硫化物和脱硫形势
• 1.1.1 汽油中的硫化物组成
• 1.1.2 汽油脱硫形势
• 1.2 燃料油脱硫方法简介
• 1.2.1 催化裂化油的选择性加氢脱硫
• 1.2.2 非加氢脱硫方法
• 1.2.2.1 萃取脱硫
• 1.2.2.2 氧化脱硫
• 1.2.2.3 络合脱硫
• 1.2.2.4 膜分离脱硫
• 1.2.2.5 生物脱硫
• 1.2.2.6 吸附脱硫
• 1.3 本学位论文的主要研究内容
• 参考文献
• 第2章 实验仪器、试剂和方法
• 2.1 实验用的化学药品和仪器
• 2.2 吸附剂的制备方法
• 2.2.1 改性NaY分子筛的制备
• 2.2.2 改性活性炭吸附剂的制备
• 2.2.3 其他吸附剂的制备
• 2.3 实验方法及分析仪器
• 2.3.1 实验方法
• 2.3.1.1 模拟汽油的制备
• 2.3.1.2 模拟汽油的静态吸附脱硫
• 2.3.2 分析仪器
• 2.3.2.1 库仑仪（WK-2D）
• 2.3.2.2 比表面分析仪（BET）
• 2.3.2.3 X射线衍射分析仪（XRD）
• 2.3.2.4 傅立叶变换红外分析仪（FTIR）
• 2.4 实验计算方法
• 第3章 吸附剂的初步筛选
• 3.1 吸附剂前驱体的性质
• 3.2 吸附剂前驱体的初步筛选
• 3.2.1 吸附剂前驱体的选择
• 3.2.2 静态平衡吸附脱硫实验
• 3.3 吸附剂前驱体脱硫条件的初步探索
• 3.4 小结
• 第4章 CeY的制备和脱硫性能研究
• 4.1 CeY和CuY吸附剂的制备
• 4.2 CeY吸附剂制备条件的考察
• 4.2.1 试验条件对制备CeY吸附剂内Ce离子含量的影响
• 4.2.1.1 CeY吸附剂内Ce交换量的测定
• 4.2.1.2 优化实验条件的确定
• 4.2.1.3 交换机理及温度对交换效率影响的分析
• 4.2.2 分子筛脱硫性能的考察
• 4.2.2.1 不同Ce离子含量的CeY脱硫性能的考察
• 4.2.2.2 温度对CeY脱硫性能的影响
• 4.2.2.3 不同阳离子分子筛吸附脱硫性能的影响
• 4.3 吸附剂表征和脱硫性能分析
• 4.3.1 吸附剂的表征
• 4.4 小结
• 参考文献
• 第5章 CeCuY的制备及其它吸附剂脱硫性能的研究
• 5.1 CeCuY的制备
• 5.2 CeCuY与其它吸附剂脱硫性能的考察
• 5.2.1 CuY分子筛脱硫性能的考察
• 5.2.2 CeY分子筛脱硫性能的考察
• 5.2.3 CeCuY分子筛脱硫性能的考察
• 5.3 吸附剂的表征
• 5.3.1 X-射线衍射分析（XRD）
• 5.3.2 IR表征及分析
• 5.3.3 BET表征及分析
• 5.4 结论
• 参考文献
• 第6章 活性炭的改性制备和脱硫性能研究
• 6.1 活性炭基础
• 6.2 活性炭酸性环境下的表面改性
• 6.2.1 改性活性炭的制备
• 6.2.2 改性活性炭对模拟汽油的脱硫试验结果
• 6.2.3 不同酸和酸液浓度处理的吸附剂对模拟汽油脱硫率的影响
• 6.3 活性炭高温惰性气氛下的表面改性
• 2气氛下的焙烧改性制备'>6.3.1 活性炭在N₂气氛下的焙烧改性制备
• 6.3.2 AC-N500/AC-N600/AC-700和未处理AC脱硫性能考察
• 6.3.3 吸附剂的BET表征
• 6.4 小结
• 参考文献
• 第7章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 攻读学位期间的研究成果
• 致谢